ซุปเปอร์โนวาที่ฟื้นคืนชีวิต

 

ภาพจากศิลปินแสดงการสว่างขึ้นอีกครั้งของ SN 2018ivc เมื่อเศษซากจากการระเบิด ชนเข้ากับเปลือกตัวกลางรอบดาวที่มีความหนาแน่นสูง ซึ่งดาวต้นกำเนิดซุปเปอร์โนวาได้ผลักทิ้งออกมาในวิวัฒนาการช่วงท้ายก่อนระเบิดเป็นซุปเปอร์โนวา

     นักดาราศาสตร์ได้พบซุปเปอร์โนวาเหตุการณ์หนึ่งซึ่งแสดงการสว่างขึ้นในช่วงมิลลิเมตร กลายเป็นกรณีศึกษาเชื่อมต่อระหว่างซุปเปอร์โนวาสองชนิด จากดาวที่อยู่โดดเดี่ยว กับที่อยู่ในระบบดาวคู่(binary) ที่ใกล้ชิดกัน

      ดาวมวลสูงหลายดวงจบชีวิตของมันในการระเบิดที่รุนแรงซึ่งเรียกว่า ซุปเปอร์โนวา ซุปเปอร์โนวาจะมีความสว่างเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว และจากนั้นก็สลัวลงในเวลาไม่กี่เดือนต่อมา นักดาราศาสตร์ทราบมานานแล้วว่า การมี/ไม่มีของดาวข้างเคียงในระบบคู่ที่อยู่ประชิดกัน สามารถส่งผลต่อวิวัฒนาการของดวงมวลสูงได้

     ในระบบคู่ที่ประชิดกัน ปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วงกับดาวในคู่จะเปลือยดึงวัสดุสารจำนวนมากออกจากดาวต้นกำเนิดซุปเปอร์โนวา ก่อนที่จะเกิดการระเบิด ในกรณีเหล่านี้ ดาวต้นกำเนิดจะอยู่อย่างเงียบๆ จนกว่าจะถึงเวลาที่ระเบิดจริง ในททางตรงกันข้าม ในกรณีดาวต้นกำเนิดที่ไม่มีดาวข้างเคียง หรือมีดาวข้างเคียงแต่อยู่ห่างไกล จะนำไปสู่การระเบิดซุปเปอร์โนวาที่จะรักษามวลดั้งเดิมเกือบทั้งหมดของมันไว้ได้

     นักดาราศาสตร์ต้องการจะทราบว่าเกิดอะไรขึ้นถ้าระบบคู่ไม่ได้อยู่ใกล้เกินไปและไม่ไกลเกินไป เมื่อทีมวิจัยนานาชาติที่นำโดย Keichi Maeda ศาสตราจารย์ที่วิทยาลัยบัณฑิตวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกียวโต และ Tomonari Michiyama นักวิจัยหลังปริญญาเอก            ALMA ที่มหาวิทยาลัยโอซากา ใช้ ALMA เพื่อจับตาดูซุปเปอร์โนวาเหตุการณ์หนึ่งที่เรียกกันว่า SN 2018ivc ในกาแลคซีกังหัน M77 เมื่อมันมืดลงราว 200 วันหลังจากการระเบิดเริ่มขึ้น

ภาพพื้นที่ใจกลาง M77 โดยกล้องฮับเบิล(ซ้าย) ระบุตำแหน่ง SN 2018ivc ช่องขวาแสดงภาพขยายรอบซุปเปอร์โนวาอ้างอิงจากข้อมูล ALMA ที่ประมาณ 200 วัน(บนขวา) และที่ 1000 วัน(ล่างขวา) ซึ่งแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าพื้นที่สว่วางขึ้นประมาณหนึ่งปีหลังการระเบิด

       ผลที่ได้แสดงว่า SN 2018ivc เป็นวัตถุที่ไม่ปกติ ดังนั้นทีมจึงตัดสินใจตรวจสอบมันอีกครั้ง ในอีกราว 1000 วันหลังการระเบิด พวกเขาพบว่าจริงๆ แล้ววัตถุนี้สว่างขึ้นอีกครั้ง ซึ่งเป็นครั้งแรกที่สำรวจพบปรากฏการณ์ประหลาดนี้ในการเปล่งรังสีช่วงมิลลิเมตร(คลื่นวิทยุ) เมื่อเปรียบเทียบกับแบบจำลองมากมาย ได้บอกถึงปฏิสัมพันธ์กับดาวข้างเคียงในระบบคู่ที่อยู่ไกลปานกลาง เมื่อราว 1500 ปีก่อนระเบิด ซึ่งได้สร้างเปลือกตัวกลางที่ล้อมรอบดาวขนาดใหญ่มากในอวกาศที่ระยะทางราว 0.1 ปีแสง

      ที่ราว 200 วันหลังการระเบิด วัสดุสารที่ระเบิดออกมา(ejecta) ก็ยังไปไม่ถึงเปลือกก๊าซนี้ จากนั้นราว 200 ถึง 1000 วัน วัสดุสารก็ชนเข้ากับเปลือกตัวกลางนี้สร้างการเปล่งคลื่นวิทยุซิงโครตรอนออกมา ด้วยการศึกษาคุณสมบัติของการเปลี่ยนคลื่นซิงโครตรอน รวมถึงความเข้มและวิวัฒนาการตามเวลา ก็สามารถตรวจสอบการกระจายตัวของเปลือกก๊าซนี้ได้ ช่วยให้ทราบว่าดาวต้นกำเนิดก่อนจะระเบิดได้ทิ้งมวลออกมามากแค่ไหน  

     ผลสรุปเหล่านี้เผยแพร่เป็น Resurrection of Type IIL Supernova 2018ivc: Implications for a Binary Evolution Sequence Connecting Hydrogen-rich and Hydrogen-poor Progenitors ใน Astrophysical Journal Letters วันที่ 1 มีนาคม 2023

แหล่งข่าว phys.org : resurrected supernova provides missing link between two types
                alma-telescope.jp : resurrected supernova provides missing-link in stellar evolution